豆科植物与根瘤菌共生固氮的宿主专一性

根瘤菌和豆科植物的共生固氮作用是当前最重要的植物与微生物相互作用的模式之一.本文将综述:1.根瘤菌在感染植物前发生的变化;2.根瘤形成早期的生理和发育过程;3.根瘤菌的结瘤基因的结构和功能;4.植物产生的黄酮类化合物的结构及     

骆驼刺根瘤菌的超微结构研究

用透射电子显微镜研究骆驼刺根瘤中的根瘤菌。结果表明。在成熟的骆驼刺根瘤中,根瘤菌的大小、数量、形态、分布位置及精细结构随寄主细胞的发育程度不同而异。早期侵染细胞中,根瘤菌小,数量少,一般呈球形或椭球形,位于细胞壁附近及靠近核区的地方,没有聚磷酸盐颗粒和聚羟基丁酸。成熟侵染细胞中,根瘤菌个体较大,数量较多．多呈棒状,少数为球形或椭球形。有很多根瘤菌还呈现明显的“T”形、“Y”形或“V”形,菌体占满了整个细胞,这时的根瘤菌大多数含有聚羟基丁酸和聚磷酸盐颗粒。而在衰老的侵染细胞中,根瘤菌细胞质收缩,电子密度增高．形状变得很不规则,有的根瘤菌解体,呈现膜泡状结构,菌体中含有数量不等的聚羟基丁酸和聚磷酸盐颗粒。球状根瘤菌从侵染初期到侵染细胞裂解的整个阶段中都仔在。并且观察到的处于分裂状态的根瘤菌都是球状菌,因此可以推测骆驼刺根瘤中是以球状根瘤菌来进行增殖的。     

豆科植物—根瘤菌共生固氮的基因调控和转移

豆科植物-根瘤菌共生固氮是由寄主与细菌双方基因共同参与完成的,在相互基因调控中形成特导的结构—根瘤。参与根瘤菌固氮(nif基因)和结瘤(nod基因)的基因已被克隆和分析。     

载有苜蓿根瘤菌巨型质粒的豇豆根瘤菌侵染苜蓿根瘟的形态

生物固氮的过程是把大气氮素还原为氨,为植物生长提供有效的氮素营养。在共生固氮过程中,根瘤菌与豆科植物共生有着较为严格的宿主专性关系,如苜蓿根瘤菌只诱导苜蓿植物结瘤固氮,豌豆根瘤菌只诱导豌豆植物结瘤固氮。     

中国帕米尔高原根瘤菌-豆科植物共生资源调查

对帕米尔高原进行了根瘤菌——豆科植物共生资源的调查与收集,分析了根瘤的特征和根瘤菌的抗逆性。共采集到11属22种豆科植物,除菜豆、昆仑锦鸡儿、豇豆和白花草木樨等4种豆科植物未见结瘤外,其它豆科植物均能结瘤,其中帕米尔扁蓿豆、美丽棘豆、毛序棘豆、金毛脬萼黄芪等4种为新发现的结瘤豆科植物。共收集到8属18种豆科植物的根瘤样品250份,发现根瘤数量相对较少,颜色以白色或褐色为多,形状多样,多着生于主根、侧根的上部。通过对109株根瘤菌的抗逆性分析,获得一些具有耐低温和耐盐碱能力的优良菌株。     

福建省豆科植物根瘤菌资源的初步调查

对福建省境内(除东北部少数地区外)的29个县(市)豆科植物根瘤菌资源进行了调查,共采集到36属63种豆科植物的根瘤样品278份,在豆科栽培作物方面有一定代表性.采集到的根瘤形态多样,大小多在1-10 mm之间,以淡黄和淡红色居多.对32种51份根瘤样品用乙炔还原法进行了固氮酶活性测定,不同种和同一种植物在不同生境下的固氮酶活性均有差异,多数根瘤样品的固氮酶活性在1-24 μmol C2H4g-1 fresh nodule h-1之间,其中尖叶长柄山蚂蝗(Podocarpium podocarpum var.oxyphyllum)的固氮酶活性相对最高,达87.29 u mol C2H4 g-1 fresh nodule h-1.从采集到的根瘤中经分离纯化获得了228株根瘤菌,其中155株根瘤菌进行了原寄主回接试验,有138株结瘤,回接成功率为89.0%.调查结果显示福建省有丰富的豆科固氮及其根瘤菌资源.     

大豆根瘤菌

最近報紙上登着中國科學院東北分院將研究大豆根瘤菌來增加東北大豆產量的新聞。大豆根瘤菌究竟是什麽東西呢?现在我來簡單的介紹一下,我們知道植物的生活是離不開蛋白質的。蛋白質是含有氮素的化合物,所以當植物製造蛋白質時就必定要從外界環境裏吸取氮素為原料。氮氣在植物的周圍很多,空氣中有五分之四是氮氣,但是空氣中的氮,綠色植物都不能直接利用它作養分。綠色植物的氮素原料乃是依賴土壤中肥料內所產生的硝酸鹽等來供給。大豆根瘸菌是一種生長在大豆的根上而使松生瘤的細菌,我們挖出一株大豆時,根上有許多圓球就是瘤(如圖),細     

陕西及甘,宁部分地区豆科植物根瘤菌资源调查

通过对陕西全省及甘、宁部分地区豆科植物瘤菌资源进行调查,共采集到４４属１０９种豆科植物根瘤３８７份,其中蝶形花亚科中有９４．６％的植株能结瘤固氮,槐属和香槐属中的一些种及云实亚科中的云实和紫荆未见结瘤。对部分菌株的固氮酶活性进行了测定,自然瘤的固氮酶活性比回接瘤的固氮酶活性低。     

Forms and Fates of Rhizobial Bacteria Present in the Infected Host Cells of Nodules

There were two forms of rhizobial bacteria present in infected host cells of nodules. One was bacteroids which were enclosed in peribacteroid membrane originated from the infected host cells. The other was rhizobia as vegetative cells. The infected host cells were occupied by most of the bacteroids and a certain number of the vegetative cells respectively. With the nodule senescence, there were two kinds of fate of the bacteria: The bacteroids degenerated togather with the infected host cells at the same time and further disintegrated completely, so it is not possible that the disintegrated bacteroids could be returned into soil to revive: the vegetative cells did not disintegrate and die when the infected host cells senesced, eventually could be turned back into soil. The vegetative cells may play an important role, on the one hand, in cycle between legume and soil, on the other hand, maintain rhizobia in natural balance of population ecosystem.     

豆科根瘤拟菌体周膜来源和扩增方式的多样性

豆科植物根瘤内的共生拟菌体需有周膜包围。田菁［Ｓｅｓｂａｎｉａ ｃａｎｎａｂｉｎａ （Ｒｅｔｚ．） Ｐｅｒｓ．］、大豆［Ｇｌｙｃｉｎｅ ｍ ａｘ （Ｌ．） Ｍｅｒｒ．］和豌豆（Ｐｉｓｕｍ ｓａｔｉｖｕｍ Ｌ．）的根瘤拟菌体周膜内有多个拟菌体。在周膜形成和周膜内的拟菌体由１ 个到多个的根瘤发育过程中,要有大量的膜来源和周膜的扩增才能适应这种生理变化。同一种根瘤内周膜扩增有周膜间的镶嵌融合,周膜与内质网及其小泡、小液泡膜融合等多种方式。细胞化学表明：周膜、质膜和内质网膜具有相同型的ＡＴＰ酶,周膜是一种嵌合膜,与质膜、内质网膜和液泡膜有共性。最后对周膜来源和扩增方式多样性的生理意义进行了讨论     

红豆草根瘤侵染细胞的超微结构变化

红豆草(Onobrychis viciaefolia Scop.)是一种抗旱、耐寒、耐热和耐瘠薄的优良豆科牧草,不仅是很好的饲料和绿肥,而且还能大量结瘤固氮,提高土地肥力。因此,它在我国甘肃和其他北方干旱和半干旱贫瘠地区广为种植。虽然不少学者曾对它的引种条件、生产性能、营养成分和形态解剖作过许多研究,但对其共生固氮,特别是与共生固氮息息相关的根瘤在发育中的变化却至今尚无系统报道。因此,为了更好开发利用这一资源,     

灰金合欢根瘤类菌体繁殖及其宿主细胞的超微结构

根瘤细胞早期发育阶段,以宿主细胞器和根瘤菌转化类菌体的数量增多为特征。随后类菌体增殖到填满宿主细胞内的大部分区域。各个类菌体周膜内含有1至几个类菌体。晚期共生发育阶段,类菌体细胞结构和宿主细胞器数量发生了变化。文中还讨论了根瘤的共生固氮作用。     

菜豆根瘤,类根瘤以及根颈瘤的细胞学观察

菜豆根瘤菌(Rhizobium leguminosarum bv.phaseoli)的共生质粒 pSym 3622转移到具有 C58染色体背景的农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)中以后,杂交子可以通过伤口感染菜豆(Phaseolus vulgaris)根系,并在接种位点周围诱导类根瘤形成。类根瘤的结构与根瘤和菜豆根颈瘤的结构完全不同,其维管组织位于中央,周围为含有丰富淀粉粒的、高度液泡化的薄壁细胞,而且它的任何细胞以及胞间隙内均不含细菌。但是菜豆有效根瘤则含有大片含菌细胞区,不仅其细胞含有类菌体,而且在胞间隙中也存在细菌。由农杆菌 A208(pTiT37)所诱导的菜豆根颈瘤的任何细胞和胞间隙内也不含细菌。肿瘤的内部结构可以明显地分成许多不同的细胞层次,它们分别起源于不同的分生区;并且其内还可以分化出根伏突起,通过继续发育而形成新根系。此外肿瘤内许多区域的细胞都有明显解体的现象。     

大豆根瘤侵染细胞中一种细胞质内含物的电镜观察

在中国丰收11号大豆根瘤侵染细胞中,我们发现了一种电子密度很高,体积很大,形状为圆形或近似圆形,外面没有界膜,常位于胞间隙附近的特殊的细胞质内含物。高尔基体及其小泡,丰富的粗糙型内质网和核糖体常在它的附近,其中一些核糖体正沉积在它的表面。它主要是由核糖体凝聚而成,高尔基体和内质网在它的形成中也起了一定作用。它的内部含有颗粒状,纤维状,泡状和管状物质。它的出现似乎与侵染细胞固氮有关。     

黄土高原根瘤菌数值分类及DNA-DNA杂交

黄土高原位于我国内陆,气候比较干旱,生长的植被较少,水土流失严重,而有些豆科植物如锦鸡儿(Caragana sinica)、苦豆子(Sophora alopecuroides)、甘草(Glycyrrhiza uralensis)、苦马豆(Swainsoniasalsula)、洋槐(Robinia pseudoacacia)等却能很好生长.这些豆科植物的生长,在防风固沙、保持水土、绿化环境、作为饲用牧草等方面起着很重要的作用.但人们对于黄土高原野生豆科植物根瘤菌的研究尚很少.为此,作者在地处黄土高原的陕西、宁夏及甘肃的部分地区进行了广泛的根瘤菌资源调查.在此基础上,对分离的部分菌株进行了数值分类和DNA同源性分析.     

荷兰豆根瘤菌的分离、鉴定及其菌剂的研制和应用

本文对南方出口蔬菜-荷兰豆的根瘤菌进行分离、鉴定及其菌剂的研制和应用的研究．结果表明,所分离的菌株能适应本省的不同类型的土壤环境,与荷兰豆中的多个品种结出有效根瘤,盆栽试验结瘤率达到100％,大田应用在90％以上;接种了该菌株,能使荷兰豆植株较高大粗壮、分枝多、有效花多、结荚数增加、产品的质量提高,大田应用的增产率可达14％,产品一级率可提高10％左右。大田试验结果表明,施用该菌剂,可减少氮肥的施用量,降低生产成本,从而提高荷兰豆生产的经济效益．     

2,4-D诱发小麦根瘤及引导根瘤菌进入小麦根瘤细胞的研究

本文通过水培和砂培的冬小麦(丰抗8号),研究用2,4-D处理并接种慢生型大豆根瘤菌61A76(Bradyrhizobium japonicum 61A76)和快生型沙打旺根瘤菌16(Rhitobium sp. astrugllus16),诱发小麦形成含菌根瘤的可能性。结果表明2,4-D可诱发小麦根系产生瘤状结构,此瘤状结构起始于根中柱鞘,2,4-D刺激小麦根瘤细胞的DNA合成,根瘤细胞的核及DNA含量约为正常根部的二倍,2,4-D能引导上述两种根瘤菌进入小麦根瘤细胞并大量繁殖,进入根瘤细咆的根瘤菌其形态有些变化,内含聚β—羟丁酸颗粒,有些菌体被膜囊包围。从接种大豆根瘤菌的小麦根瘤内分离出一株根瘤菌,经镜检、血清学及回接大豆试验证明为原接种的大豆根瘤菌株。     

大豆-根瘤菌共生体系光合与固氮关系研究

水培大豆和田间生长的大豆,接种根瘤菌 Rhizobium B16-11C 后植株全氮含量、叶片叶绿素含量和净光合速率及种子产量都明显增加。比较 Clark 大豆的结瘤品系和不结瘤品系获类似结果。摘除根瘤后3天内叶片净光合速率无明显变化。大豆植株遮阴、去叶或切掉地上部导致根瘤活性明显下降。但去豆荚不能提高根瘤固氮的比活性。根瘤活性的日变化不能用根瘤蔗糖、淀粉含量或周围温度的变化来解释,其控制因子尚待深入研究。